Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ
Шрифт:
АлюминийAl. Серебристо-белый, блестящий, легкий и пластичный металл. На воздухе покрывается матовой защитной пленкой Al 2O 3, весьма устойчивой и защищающей металл от коррозии; пассивируется в воде и концентрированной HNO 3(образование той же оксидной пленки).
Реакционноспособный, сгорает на воздухе, при комнатной температуре реагирует с галогенами Cl 2, Br 2и I 2, при нагревании – с фтором, серой:
4Al(порошок) + 3O 2(воздух) = 2Al 2O 3 (700 °C)
2Al(порошок) + ЗЕ 2= 2AlЕ 3 (25
2Al(порошок) + 3I 2= 2AlI 3 (25 °C, кат. – капля Н 2O)
2Al + 3F 2= 2AlF 3 (600 °C)
2Al + 3S = Al 2S 3 (150–200 °C)
Алюминий восстанавливает другие металлы из их оксидов (промышленно важный метод — алюминотермия):
Амальгамированный алюминий, т. е. очищенный от оксидной пленки, энергично и с большим экзо– эффектом реагирует с водой:
2Al + 6Н 2O = 2Al(ОН) 3V + ЗН 2^ + 836 кДж
Алюминий – сильный (типичный) восстановитель, в ряду напряжений стоит значительно левее водорода; вытесняет водород из разбавленных кислот НCl и H 2SO 4:
2Al + 6Н+ = 2Al 3++ ЗН 2^
и, проявляя амфотерность, из концентрированного раствора щелочей (окислитель – вода):
2Al + 2NaOH + 6Н 2O = 2Na[Al(OH) 4] + ЗН 2^ (80 °C)
Реагирует со щелочами в расплаве (также демонстрируя амфотерные свойства):
2Al + 6NaOH (T)= 2NaAlO 2+ ЗН 2+ 2Na 2O (450 °C)
Взаимодействует с разбавленнойазотной кислотой:
Al + 4НNO 3(разб.) = Al(NO 3) 3+ NO^ + 2Н 2O
и восстанавливает N vдо N – IIIв реакциях с очень разбавленнойазотной кислотой и ее солями:
8Al + З0НNO 3(оч. разб.) = 8Al(NO 3) 3+ 3NH 4NO 3+ 9Н 2O
8Al + 18Н 2O + 5КОН + 3KNO 3= 8К[Al(ОН) 4] + 3NH 3^ (кипячение)
(движущей силой этих реакций служит промежуточное выделение атомарного водорода Н 0, а во второй реакции – также и образование устойчивого гидроксокомплекса [Al(OH),] – ).
Получениеалюминия в промышленности– электролиз Al 2O 3в расплаве криолита Na 3[AlF 6] при 950 °C:
Применяется как реагент в алюминотермии для получения редких металлов и термитной сварке стальных конструкций. Алюминий – важнейший конструкционный материал, основа легких коррозионно-стойких сплавов (с магнием — дуралюмин,или дюраль,с медью — желтая алюминиевая бронза,из которой чеканят мелкую разменную монету). Чистый алюминий в больших количествах идет на изготовление посуды и электрических проводов.
Оксид алюминияAl 2O 3.Амфотерный оксид, кислотные
Уравнения важнейших реакций:
(эта реакция используется для «вскрытия» бокситов)
В природе входит в состав глиныи бокситов,образует минерал корунд.
Гидроксид алюминияAl(ОН) 3.Амфотерный гидроксид, кислотные и основные свойства равно выражены. Белый, аморфный (гелеобразный) или кристаллический. Связи Al – ОН преимущественно ковалентные. Разлагается при нагревании без плавления. Практически не растворяется в воде. Реагирует с кислотами, щелочами в растворе и при сплавлении. Не реагирует с NH 3Н 2O, NH 4Cl, СO 2, SO 2и H 2S. МетагидроксидАlO(ОН) химически менее активен, чем Al(ОН) 3. Промежуточный продукт в производстве алюминия. Применяется для синтеза других соединений алюминия (в том числе криолита),органических красителей, как лекарственный препарат при повышенной кислотности желудочного сока.
Уравнения важнейших реакций:
• термическое разложение
• основная и кислотная диссоциация в растворе
(реакции характеризуют очень малую растворимость в воде и амфотерность гидроксида, поставляющего в раствор одновременно ионы ОН и Н +примерно в равной концентрации; гидроксид диссоциирует слабее, чем сама вода)
• амфотерные свойства
Al(ОН) 3+ ЗНСlразб.) = AlCl 3+ ЗН 2O
Al(ОН) 3+ NaOH (т)= NaAlO 2+ 2Н 2O (1000 °C)
Al(ОН) 3+ NaOH(конц.) = Na[Al(OH) 4] (p)
Для полученияосадка Al(ОН) 3щелочь обычно не используют из-за легкости перехода осадка в раствор (см. выше), а действуют на соли алюминия гидратом аммиака. При комнатной температуре образуется Al(ОН) 3, а при кипячении – менее активный АlO(ОН):